第九章 林业资源经济学 环境与自然资源经济学课件

第九章

林业资源经济学

5/10/20231森林资源的特点之一海洋渔业资源是公共财产，所有人都可以享用。而对于森林来说，立木和原木的产权则比较明确。即使是国有森林，明确立木和原木产权的交易成本也比较小。

所以，在分析森林资源利用时，我们假定立木和原木的产权是明确的。

5/10/20232森林资源的特点之二在分析渔业资源时，我们假定它只具有单一的商业用途，即假定渔业资源只被用来生产水产品。事实上，可再生资源往往具有多种用途。即使是用途比较单一的渔业，也可以用于体育和休闲活动。在可再生资源中，森林资源的多种用途是人所共知的。5/10/20233森林资源的特点之二（续）但除了生产林产品外，森林资源的其它用途或功能几乎都是非商业的，即不存在相应的市场。但随着生活水平的提高，发达国家的居民越来越多地追求生活质量。这一方面导致了野营、远足等户外休闲性活动的迅速增加；另一方面又导致了对环境保护和生态平衡的追求。

5/10/20234森林资源的特点之二（续二）由于休闲活动并不局限在少数具有独特自然和人文景观的风景名胜之地，而是遍布于各类野外活动场所,从而使普通的森林、草地、河湖等等都具有某种舒适性价值；与此同时,人类也越来越清楚地认识到可再生资源所具有的环境和生态功能。5/10/20235森林资源的特点之二（续三）而在非商业用途方面，森林占有十分突出的地位。这就使得森林成为具有多种用途的可再生资源的代表。5/10/20236森林资源的特点之三鱼的生长周期比较短，而且无论大鱼小鱼都有价值，因而鱼的年龄对鱼商业价值的影响比较小。树木的生长周期比较长，而且一定树龄以下的树木没有商业价值。因而树龄对木材商业价值的影响比较大。5/10/20237森林资源的特点之三（续）树木及商业性木材的年生长速度起初随着树龄的增长而增长，到了一定树龄后，树木停止生长，森林变成成熟林，其商业价值达到最高点。在某一树龄范围内，这种成熟林状态会维持。但超过这一树龄后，树木开始腐烂，其商业价值开始下降。如果没有新的树木自然生长出来，则现有树木的商业价值最后下降为0。5/10/20238森林资源的特点之四鱼是可以游动的，只要某一类渔业资源存在，就不会出现某一小块区域该类渔业资源耗竭的问题。森林砍伐有两种方式：皆伐和择伐。皆伐是把某一块林地的树木全部砍光，而择伐是在某一块林地上有选择地砍伐某些树龄的树木。由于间伐成本比较高，因而森林砍伐主要采用皆伐。5/10/20239森林资源的特点之四（续）皆伐后，可以通过自然生长或人工造林，恢复某一小块林地上的森林植被。因此，某一小块林地上的立木将经历反复的生长-砍伐过程。换句话说，森林资源利用存在着多次性砍伐即轮伐现象。因而森林资源经济学的研究必须考虑森林的最优轮伐期。

5/10/202310福斯特曼公式从一个生长-砍伐周期开始分析。假定：t=0年种植，在t=T年砍伐。V(T)，砍伐成本为c。3.今年为0年。则立木的净现值为PV=e-rT[V(T)-c](9-1)5/10/202311福斯特曼公式（续）为了使净现值最大化，将(9-1)式对T求一阶导，即

{e-rT[V(T)-c]}’=0(9-2)得

(9-3)5/10/202312福斯特曼公式（续二）(9-3)式左边是立木价值的增长率，右边是利率。这里的立木与存款、股票、债券、房地产等一样，被视为资本的一种形式。如果方程式左边大于右边，表示立木资源带来的年收益率高于年利率，立木资源的所有者就应该推迟砍伐；5/10/202313福斯特曼公式（续三）如果方程式左边小于右边，表示立木资源带来的年收益率低于年利率，立木资源的所有者就应该立即砍伐，并将出售木材所得变成其它形式的资本以图利。由于立木的商业价值是先升后降的，因此(9-3)式表明，当立木价值的增长率下降到与利率相等时，就应该砍伐。5/10/202314福斯特曼公式（续四）小块林地的生长-砍伐周期并不止一个。假定种植与砍伐成本c和影响原木价值的价格保持不变，林地的生产率也保持不变，砍伐立木的年份依次为T1、T2、T3、…、∞，则立木的净现值为PV=e-rT1[V(T1)-c]+e-rT2[V(T2-T1)-c]+e-rT3[V(T3-T2)-c]+…（9-4）5/10/202315福斯特曼公式（续五）现在的问题是选择适当的砍伐年份T1、T2、T3、…。由于影响轮伐的其它因素保持不变，因而可以认为轮伐周期也是不变的，即Tk=kTk=1,2,......(9-5)将(9-5)式代入(9-4)式，有5/10/202316福斯特曼公式（续六）

(9-6)

为了使净现值最大化，将9-6式对T求一阶导，即

(9-7)

得

(9-8)

5/10/202317福斯特曼公式（续七）(9-8)式称为福斯特曼公式。M.福斯特曼是德国黑森大公国的守林人，上述公式是他于1849年发表的《林地和未成熟林立木价值的计算》一文中提出的。20世纪50年代后，这篇论文的观点被经济学界所接受，被认为是林业经济学的奠基之作。

5/10/202318福斯特曼公式（续八）将(9-8)式与(9-3)式比较，(9-8)式右边多了一个分母1-e-rT。这个分母就是得到萨缪尔逊高度评价的体现生长周期的重复性和无穷性的因子。由于1-e-rT<1，因而考虑最优轮伐因子，意味着砍伐年份T将提前。5/10/202319福斯特曼公式（续九）还可以采用另外一种方式对(9-3)式与(9-8)式进行比较。(9-3)式也可以写成V’(T)=r[V(T)-c](9-9)(9-8)式则可以写成

(9-10)

5/10/202320福斯特曼公式（续十）(9-9)式和(9-10)式的左边都是推迟砍伐的边际收益，它相当于当期商业性木材自然生长量的价值。(9-9)式和(9-10)式的右边都是推迟砍伐的边际机会成本。在(9-9)式中，它相当于商业性木材存量价值带来的利息收入；5/10/202321福斯特曼公式（续十一）(9-10)式考虑了轮伐的影响，因而除了(9-9)式的那一部分外，还要加上未来森林价值净现值带来的利息收入。(9-10)式中大括号中的部分，就是未来森林价值的净现值。用λ来代表未来森林价值的净现值。也可以将λ视为林地的价值，而将rλ视为林地的租金。5/10/202322福斯特曼公式（续十二）由于福斯特曼公式仅仅考虑了立木价值，因而该公式里的未来森林价值净现值就是未来立木价值的净现值。(9-9)式和(9-10)式还表明，如果某一森林只能砍伐一次，即未来森林价值的净现值等于0，则一次性砍伐后的林地没有任何价值。如果森林可以轮伐，则砍伐后的林地仍然有价值。5/10/202323哈特曼模型的假定第一、分析对象是小块土地上生长的树种、树龄、砍伐期完全一致的小块树林，并假定木材价格并不随着时间的推移而改变；第二、立木价值是树龄的函数，随着时间的推移，该函数的斜率起初为递增的正数，后来变成递减的正数，再后来变成负数，最后，在树林达到成熟稳定状态时，函数斜率变为0并保持不变；5/10/202324哈特曼模型的假定（续）第三、未砍伐森林提供的所有非商业性劳务（如防洪、作为野兽的食物、提供户外休闲活动条件等）合并在一起，简称为休闲性劳务，并假定其为小块树林树木年龄的增函数；换句话说，假定所有的非商业性劳务都是可更新的劳务，是可以随着树木的生长而重新出现的，从而排除了不可逆转性的影响。5/10/202325哈特曼模型森林在树龄T时被砍伐，此时森林中立木的价值为G(T)，G(T)相当于前面介绍的福斯特曼公式中的V(T)-c；而t树龄的未砍伐森林提供的当年休闲性劳务流量的价值为F(t)。假定对森林的砍伐是一次性的，那么，社会的目标应该是使砍伐时的立木价值的净现值与到砍伐时为止多年来未砍伐森林提供的休闲性劳务价值的净现值之和最大化。用方程式来表示，就是：5/10/202326哈特曼模型（续）(9-11)式中，r是贴现率。9-11式中，净现值最大化的一阶条件是:(PV)’=e-rT[F(T)+G’(T)-rG(T)]=0(9-12)9-12式可以简化为F(T)+G’(T)=rG(T)(9-13)5/10/202327哈特曼模型（续二）或者是G’(T)/G(T)=r-F(T)/G(T)(9-14)(9-13)式中，左边是推迟砍伐森林的边际收益，包括未砍伐森林提供的当年的休闲性劳务流量的价值F(T)和当年商业性木材生长量的价值G’(T)；右边是推迟砍伐森林的边际机会成本，它相当于年初商业性木材存量的价值与贴现率的乘积。5/10/202328哈特曼模型（续三）假定休闲性劳务的价值不存在，则(9-14)式简化为众所周知的结果：当森林的自然增长率等于贴现率时，就应该对其进行砍伐；只要休闲性劳务的价值存在，则F(T)/G(T)>0，对森林的砍伐就可以在其自然增长率小于贴现率的条件下进行，而这意味着森林砍伐期的推迟；5/10/202329哈特曼模型（续四）如果F(T)/G(T)>r，则(9-14)式的右边将小于0，这意味着对森林的砍伐将在其自然增长率为负值时进行；最后，如果休闲性劳务的价值足够大，以致对所有的时期t来说都有PV’(t)>0，则(9-12)，(9-13)和(9-14)式都不成立，那就意味着永远不应该砍伐该森林。5/10/202330哈特曼模型（续五）R.哈特曼接着考虑轮伐的影响。在考虑轮伐的影响时，立木价值与未砍伐森林提供的自娱性劳务价值的净现值为

(9-15)5/10/202331哈特曼模型（续六）(9-15)式中，对T求导，净现值最大化的一阶条件是

(9-16)(9-16)式化简后，得

(9-17)

5/10/202332哈特曼模型（续七）如果不考虑与未砍伐森林提供的休闲性劳务价值F有关的各项，则(9-17)式将简化为(9-8)式即福斯特曼公式。如果不考虑方括号中的各项，则(9-17)式将简化为不考虑轮伐时的(9-14)式。由此可见，方括号中的各项相当于福斯特曼公式中的最优轮伐因子，但其中的后一部分是与森林提供的休闲性劳务价值有关的。5/10/202333哈特曼模型（续八）(9-8)式表明，由于1-e-rT<1，因而考虑最优轮伐因子，意味着砍伐年份T将提前。而在(9-17)式里，方括号中后一部分的三个组成部分——、G(T)和1-e-rT——均大于0。因此，在(9-17)式中，就象在(9-8)式中一样，轮伐的影响同样意味着森林砍伐期的提早。除此之外，一次性砍伐条件下得出的全部结论都照样成立。

5/10/202334哈特曼模型（续九）(9-16)式还可以化简为

(9-18)(9-18)式的左边与(9-13)式相同，右边则多了最后一项。5/10/202335哈特曼模型（续十）这表明，在考虑轮伐因子的情况下，推迟砍伐森林的边际机会成本不仅包括商业性木材存量价值带来的利息收入，而且包括未来森林价值净现值带来的利息收入。(9-18)式中大括号中的部分，就是未来森林价值的净现值（或林地的价值）λ。在哈特曼模型中，λ既包括了未来立木价值的净现值，又包括了未来未砍伐森林提供的休闲性劳务价值的净现值。5/10/202336哈特曼模型（续十一）R.哈特曼的分析表明，未砍伐森林所提供的休闲性或其它劳务的存在，对于何时应该或是否应该砍伐森林确实有着极为重要的影响，因而在作出砍伐决策时，不能只考虑商品化的立木的价值。

5/10/202337林业资源管理森林的价值包括两部分，一部分是木材的商业价值，另一部分是森林提供的生态功能价值。进行林业资源管理，首先必须清楚这两部分价值有多大。木材的价值是比较容易计算的。森林提供的生态功能的种类和每一种功能价值的大小则不容易计算清楚，在许多问题上还存在争议。

5/10/202338林业资源管理（续）在这种情况下，我认为，应该首先对得到公认的森林生态功能的价值进行计算，而且在计算中首先采取得到公认的计算方法。这样计算出来的森林生态功能价值往往是偏低的。但是，这种计算结果又往往是比较容易得到社会各界（包括政府和当地公众）的认可的。

5/10/202339林业资源管理（续二）林业资源管理不同于纯粹的科研活动。管理是要由政府和地方自治组织（如村委会）来进行的，而管理效果的好坏和管理成本的大小在相当程度上又取决于当地公众对管理的接受程度。因此，在计算森林生态功能的价值时，必须考虑社会各界的接受程度。5/10/202340林业资源管理（续三）林业资源管理可以分成三种情况。第一种情况，森林没有或几乎没有生态功能，造林只是为了提供木材。在这种情况下，森林的砍伐没有或只有很少的外部成本。因此，可以由林地的产权所有者自行决策，林业管理部门予以核准。企业则根据福斯特曼公式来确定合理的轮伐年限。5/10/202341林业资源管理（续四）第二种情况，森林的生态功能价值大大超过了木材价值，因而森林永远不应该砍伐，也就不存在最优轮伐年限的问题。保护森林是有成本的。林区的居民是依靠砍伐木材为生的。保护森林，停止伐木，将严重影响他们的生活水平，甚至使得他们无法在林区生存。5/10/202342林业资源管理（续五）如果政府给他们相应的补贴，使得他们的实际生活水平不下降，可以较好地保护森林，但政府的财政负担会比较大。如果政府不给他们财政补贴，不仅不利于社会安定，而且生活压力会迫使林区居民盗伐，从而加大森林保护的监督成本。5/10/202343林业资源管理（续六）应该从对森林生态功能的商业性开发中找出路。森林资源的生态功能可以同时被许多人所享用，而不同的人享用的生态功能不一定完全相同。这就是说，同样一片森林，可以满足多方面的需求。

5/10/202344林业资源管理（续七）森林生态功能的市场需求曲线与一般商品的市场需求曲线就有很大的不同。一般商品的市场需求曲线是个人需求曲线的横向加总，即价格不变，商品数量相加。而森林生态功能的需求曲线是个人需求曲线的纵向加总，即数量不变，需求价格相加。

5/10/202345林业资源管理（续八）森林的生态功能中，有一些是不容易商品化的。比如水土保持。但也有一些是比较容易商品化的。比如说将森林附近的别墅卖高价的房地产开发商和开展生态旅游的旅游公司，他们的行为本身就是商业性的，完全可以向他们征收森林使用费。5/10/202346林业资源管理（续九）或者换一种方式，由他们负责安排林区居民的工作，其中少数从事森林管理，大多数到森林旅游业、房地产开发、物业管理、社区服务业中工作。对于林区居民来说，只要森林生态功能商业性开发带给他们的收入高于伐木收入，保护森林就符合他们自身的利益。5/10/202347林业资源管理（续十）债务-自然资源交换对于无力偿还外债的发展中国家，首先，由发达国家的非政府环境保护组织出面，收购对它们的债权。然后，拥有债权的环境保护组织与发展中国家的政府谈判，表示可以免除发展中国家的债务，条件是发展中国家必须承诺保护一定数量的自然资源（如热带雨林）。中国东部对西部的支援也可以借鉴这种方式。

5/10/202348林业资源管理（续十一）第三种情况，森林具有生态功能，但其价值还不足以使森林永远不被砍伐，而是对最优轮伐年限造成影响。在这种情况下，除了森林生态资源的商业性开发外，还可以通过对立木砍伐征收税费，影响林区所有者的成本。5/10/202349林业资源管理（续十二）通过税费的调节，使得不考虑森林生态功能但考虑税费的伐木者，与既考虑木材价值、又考虑森林生态价值的政府和公众，能够在最优轮伐年限上取得一致。可以用哈特曼模型中的(9-13)式来分析税费对最优轮伐年限的影响。5/10/202350林业资源管理（续十三）由于森林的生态功能价值并没有给林区所有者带来好处，因而林区所有者将根据G’(T’)=rG(T’)来确定最优轮伐年限。显然，森林自然生长率还比较高的T’年将早于森林自然生长率比较低的T年。如果征收税费使得G下降，那么，就有可能找出一个G